三坐標(biāo)在發(fā)動(dòng)機(jī)缸體緩慢偏差檢測(cè)中的應(yīng)用
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b.零件測(cè)量基準(zhǔn)坐標(biāo)系的建立
缸體在三坐標(biāo)平臺(tái)上的放置方式為缸體立放，油底殼面朝X軸正方向，正時(shí)面向下與大理石平板平行，飛輪面向上。
缸體粗加工工序所用坐標(biāo)系建立方法及步驟如下。
·①、②、③、④4個(gè)小平面上各采1點(diǎn)。
·測(cè)量圓柱銷定位孔一個(gè)圓截面，測(cè)量菱形銷定位孔一個(gè)圓截面。
·將點(diǎn)③的X坐標(biāo)沿y軸正方向偏置一88，將點(diǎn)④的X坐標(biāo)沿Y孳由正方向偏置-22。
·用點(diǎn)②及偏置后的點(diǎn)③、點(diǎn)④3點(diǎn)構(gòu)建一個(gè)平面，這個(gè)平面即為P1面，以該平面的法線建第1軸即為y軸，并在該平面清Y=O；以兩定位銷孔連線建第2軸即為Z軸，Z軸所在的平面即為P2面，在該線質(zhì)心點(diǎn)上清 X=O，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)自動(dòng)生成X軸，
這就是P3面，在圓柱銷定位孔中心清Z=O。
這樣，缸體粗加工工序測(cè)量所用基準(zhǔn)坐標(biāo)系就建立好了，完全同加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系一致，其他加工的孔、面的位置測(cè)量?jī)H僅通過(guò)元素采集、評(píng)價(jià)就可很精確地測(cè)量出來(lái)。
（3）OP130\0P140\0P150\ OP170\0P190\0P230精加工工序所用坐標(biāo)系
a.定位與夾緊
缸體精加工工序所用坐標(biāo)系也是一面兩銷，不過(guò)該坐標(biāo)系的面和銷孔與粗加工坐標(biāo)系采用一面兩銷完全不同，即底平面P10+1只圓柱銷39①+1只菱形銷39②。定位夾緊如圖4。
由圖4看出，P10、P11及P12面構(gòu)成了精加工三基面基準(zhǔn)。P10面：過(guò)底平面200及4個(gè)支承點(diǎn)的平面；P11面：過(guò)圓柱定位銷孔（39）軸線，離菱形定位銷孔（39）為28 mm且垂直于P10的面；P12面：過(guò)圓柱定位銷孔（39）軸線且垂直于 P10、P11的面。
b.零件測(cè)量基準(zhǔn)坐標(biāo)系的建立
缸體在三坐標(biāo)平臺(tái)上的放置方式為缸體立放，頂平面朝y軸正方向,正時(shí)面向下與大理石平板平行.飛輪面向上。
缸體精加工工序測(cè)量所用的基準(zhǔn)坐標(biāo)系建立方法及步驟如下。
·在油底殼面測(cè)量一個(gè)平面，即為P10面。
·測(cè)量圓柱銷定位孔圓柱兩個(gè)圓截面，測(cè)量菱形銷定位孔圓柱兩個(gè)圓截面。
·將在菱形銷定位孔內(nèi)所測(cè)的兩個(gè)圓截面的圓心點(diǎn)沿X軸正方向偏置-28。
·用圓柱銷定位孔內(nèi)所測(cè)的兩個(gè)圓截面的圓心點(diǎn)和在菱形銷定位孔內(nèi)所測(cè)的兩個(gè)圓截面的圓心點(diǎn)偏置后的兩個(gè)點(diǎn)，共4個(gè)點(diǎn)構(gòu)建一個(gè)平面，該平面即為P11面。
·以油底殼面即P10面的法線建第1軸即為y軸，并在該平面清 Y=O；以P11面的法線建第2軸即為X軸，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)自動(dòng)生成Z軸，過(guò)圓柱銷定位孔中心的Z軸的法平面即為P12平面，在圓柱銷定位孔第一圓截面圓心清X=O，Z=O。
這樣，缸體精加工工序測(cè)量所用基準(zhǔn)坐標(biāo)系就建立好了，完全同加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系一致，其他加工的孔、面的位置測(cè)量?jī)H通過(guò)元素采集、評(píng)價(jià)就可很精確地測(cè)量出來(lái)。
（4）OPl60精銑缸蓋面、正時(shí)齒輪面、離合器面、變速器面加工工序所用坐標(biāo)系
a.定位與夾緊
缸體OPl 60精銑缸蓋面、正時(shí)齒輪面、離合器面、變速器面加工所用坐標(biāo)系采用兩面一銷，即底平面F1、F′1面+P15面+1只圓柱銷39。定位夾緊如圖5。
b.零件測(cè)量基準(zhǔn)坐標(biāo)系的建立缸體在三坐標(biāo)平臺(tái)上的放置方式為水平放置，頂平面朝Z軸負(fù)方向與大理石平板平行放置，油底殼面朝翳由正方向，飛輪面朝X軸正方向。
缸體OPl60精銑面加工采用的基準(zhǔn)坐標(biāo)系建立方法及步驟如下。
·在油底殼F1、F′1面上采12點(diǎn)測(cè)量一個(gè)平面。
·測(cè)量圓柱銷定位孔一個(gè)圓截面。
·測(cè)量曲軸孔1一個(gè)圓截面、曲軸孔5一個(gè)圓截面。
·過(guò)曲軸孔1圓截面圓心、曲軸孔5圓截面圓心作一直線。
·以油底殼F1、F′1面的法線建第1軸即為Z軸，在圓柱銷定位孔圓截面圓心上清X=O，Y=O；以過(guò)曲軸孔1圓截面圓心、曲軸孔5圓截面圓心的直線建第2軸即為X由；這樣 Z軸所在的平面即為15平面，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)自動(dòng)生成Y由，在曲軸孔1圓截面圓心處清Z=O。
這樣，缸體OPl60精銑面加工測(cè)量用基準(zhǔn)坐標(biāo)系就建立好了，完全同加工基準(zhǔn)坐標(biāo)系一致，其他加工的孔、面的位置測(cè)量?jī)H通過(guò)元素采集、評(píng)價(jià)就可很精確地測(cè)量出來(lái)了。
2 缸體空間孔系位置尺寸的三坐標(biāo)測(cè)量中常見(jiàn)問(wèn)題分析
2.1連續(xù)加工的零件測(cè)量結(jié)果一致性較差
若加工中心的主軸、刀具、工裝等加工設(shè)備無(wú)異常，測(cè)量基準(zhǔn)坐標(biāo)系正確，且可能的原因?yàn)榱慵ㄎ讳N孔已變形、不同的測(cè)量點(diǎn)計(jì)算出不同的中心坐標(biāo)，這樣工件坐標(biāo)系就不能完全確定，其他被測(cè)各孔位置就不可能準(zhǔn)確，反饋給生產(chǎn)線的測(cè)量數(shù)據(jù)重復(fù)性差，機(jī)床無(wú)法調(diào)整，造成質(zhì)量失控。尤其是精加工用的兩個(gè)定位銷孔，使用頻次較高，到后面幾個(gè)工序定位銷孔很可能被磕碰變形，造成基準(zhǔn)坐標(biāo)系的偏移，進(jìn)而造成測(cè)量誤差。
在日常的緩慢偏差測(cè)量過(guò)程中多次發(fā)現(xiàn)過(guò)上述問(wèn)題。只要定位銷孔圓度超過(guò)0.015 mm，測(cè)量的結(jié)果就與其他零件測(cè)量結(jié)果產(chǎn)生0.010 mm以上的一致性差異。
解決的方法就是每次測(cè)量零件之前先目視檢查定位銷孔是否有磕碰傷的痕跡，如果有，就需換一個(gè)無(wú)磕碰傷的零件進(jìn)行檢測(cè)；另外.也可采用修改測(cè)量程序中定位銷采點(diǎn)位置，使采點(diǎn)避開(kāi)變形較大的部位，以減少基準(zhǔn)孔中心位置計(jì)算的誤差。
2.2測(cè)量孔系位置度有系統(tǒng)誤差
如果以一面兩銷為基準(zhǔn)建立坐標(biāo)系，測(cè)量其他孔位置度時(shí)有系統(tǒng)誤差，原因可能是手動(dòng)測(cè)量建坐標(biāo)系誤差較大，以兩銷孔的連線為X軸建坐標(biāo)，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后，兩銷孔的Y坐標(biāo)不等。
改進(jìn)的方法是在手動(dòng)測(cè)量建坐標(biāo)系的基準(zhǔn)上再編程生成測(cè)量一面兩銷，二次建基準(zhǔn)坐標(biāo)系，將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到二次建基準(zhǔn)坐標(biāo)系中，這樣兩孔的Y標(biāo)相等，在該坐標(biāo)中再次測(cè)量評(píng)價(jià)其他元素，重復(fù)性好，消除了系統(tǒng)誤差。因此，凡測(cè)量評(píng)價(jià)元素的位置尺寸時(shí)，都必須二次建立坐標(biāo)系，以保證測(cè)量的準(zhǔn)確性。
2.3對(duì)軸線的旋轉(zhuǎn)要按角度旋轉(zhuǎn)
在測(cè)量斜孔位置及位置度時(shí)，利用三坐標(biāo)的有利條件，可對(duì)軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，是按角度旋轉(zhuǎn)還是按距離旋轉(zhuǎn)好呢7還是都一樣呢7從測(cè)量的一致性來(lái)講，按角度旋轉(zhuǎn)明顯優(yōu)于按距離旋轉(zhuǎn)建立的坐標(biāo)系。原因是距離是不確定的，精度再高的加工中心加工出的零件也是有誤差的，用距離旋轉(zhuǎn)建坐標(biāo)系，測(cè)量不同的零件測(cè)量結(jié)果一致性較差，而以角度距離旋轉(zhuǎn)建坐標(biāo)系，測(cè)量不同的零件測(cè)量結(jié)果一致性好；這是因?yàn)榻嵌仁抢碚撝担盟鼇?lái)建坐標(biāo)系可以清楚地反映加工中存在的問(wèn)題。
2.4三坐標(biāo)測(cè)量缸體孔系應(yīng)注意的問(wèn)題
·對(duì)于缸體側(cè)壁沉孔或淺孔位置的測(cè)量，三坐標(biāo)測(cè)頭采點(diǎn)深度要大于6 mm，采1個(gè)截面評(píng)價(jià)即可；對(duì)于深孔或較長(zhǎng)的通孔如主軸承蓋和缸蓋螺栓孔，一般在離入口和出口6 mm處各采2個(gè)截面來(lái)評(píng)價(jià)。
·對(duì)于斜平面上的孔，如機(jī)油標(biāo)尺孔位置的測(cè)量，測(cè)頭采點(diǎn)按理論角度采點(diǎn)，坐標(biāo)系的建立是在基準(zhǔn)坐標(biāo)系的基礎(chǔ)上按理論角度旋轉(zhuǎn)建立新坐標(biāo)系，在新坐標(biāo)系下評(píng)價(jià)斜孔入口處的位置及斜孔軸線的角度。
·對(duì)粗加工零件，通過(guò)這種平移、旋轉(zhuǎn)，可獲得被測(cè)成組要素相
對(duì)于基準(zhǔn)位置的最佳位置和方向。這就為進(jìn)一步加工時(shí)更合理地分配加工余量提供實(shí)際數(shù)據(jù)，以挽救處于報(bào)廢邊緣狀態(tài)下的粗加工零件。這些數(shù)據(jù)，也可供調(diào)整加工中心、自動(dòng)機(jī)床等的定位基準(zhǔn)時(shí)參考。對(duì)精加工后的零件，由于獲得了最佳方位數(shù)據(jù)，這樣就可決定零件最終的最佳裝配數(shù)據(jù)位置。在位置度公差按最大實(shí)體原則給出時(shí)，這種基準(zhǔn)的變換將更有利于減少?gòu)U品率、提高技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益。
3 缸體缸孔和曲軸孔直徑的正確測(cè)量方法
3.1 缸孔直徑測(cè)量
缸孔加工的精度極高，它對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)整體機(jī)械性能至關(guān)重要，因此對(duì)其直徑的測(cè)量要求精度很高，且要取平均直徑來(lái)代表缸孔直徑。
評(píng)論